茨基火山与茨基湖位于太平洋岛国巴布亚新几内亚所属的纳马比克岛。茨基火山非常奇特，虽然它内部岩浆活动已经持续数百年，山口还经常冒出白烟，可是一直没有喷发，成为世界海洋火山研究界的一个谜。而茨基湖位于火山口内，是一个奇特的火山湖。最近十年来，在茨基火山口发生了几十起神秘的杀人案，但他们是怎样死的？凶手是谁？谜底始终没有揭开。
2002年8月19日，有一队三人组成的探险队来到了茨基火山下。他们来自美国洛杉矶的克曼罗海洋火山考察研究组，队长是研究所退休女研究员莫莱，队员为两兄弟，28岁的弟弟赖钦？达罗克姆和32岁的哥哥奇尔顿？达罗克姆，他们两人都是海洋火山学家。
这天山口没冒烟，他们登上了巨大的火山口，只见几十米深的山口下，茨基湖水平如镜。经过测量，发现湖水竟比气温高5℃。哥哥奇尔顿的任务是考察茨基湖，只见他鼓起带来的小橡皮艇，放上仪器，划到湖心。他想测量湖水的深度，却发现声呐仪由于电池受潮无法使用了。他想到了另一种“耳测”的办法，就是往水里抛下一块大石头，根据回声测量水深。说干就干，他回到岸边取大石头放到艇上。
这时，弟弟赖钦与莫莱又爬上火山口，考察坡顶情况。过了一会，赖钦往下面看时，突然发现哥哥艇已靠湖，人却倒在岸边，一动也不动。赖钦拉开嗓门大声呼唤，但只听到自己的回声。他立即冲下山坡。当他跑到半山坡时，突然感到胸口很闷，心跳也骤然加快。同时，脚像灌满了铅一样，怎么也挪不动了。赖钦很奇怪，为什么一下子会变成这样呢？他想叫莫莱来帮忙，可是却发不出声音，接着他觉得胸口憋得像快要死去一样，旋即双眼发黑，几乎要昏死过去。
然而，一阵凉风吹来，他很快就恢复了正常。真是活见鬼！
他跑到哥哥跟前，霎时惊呆了：只见他死死睁大眼睛，一眨不眨；嘴巴竭力张大，舌头长长伸出；双手抓住喉咙，上身衣服全撕烂了。这种惨状令人不寒而栗！赖钦拼命呼唤哥哥的名字，但没有回应。这时，莫莱也赶到了。
赖钦摸摸哥哥的胸口，心跳早已停止，身体已经僵硬了。赖钦脸色阴郁，痛不欲生。
莫莱一边安慰着赖钦，一边打手机报警。很快警察就赶到了。现场勘察表明，奇尔顿身边既没有发现外人的脚印，也没有发现任何能伤害人的动物接近尸体的痕迹。接着，警察还发现尸体没有受到任何打击，既没有被石头等硬物或钝器击中，也没有被刀、剑等尖锐物击伤，更没有被子弹、炸药等武器击中。
由于死因不明，后来，法医只能将他列为“意外死亡”，而不算“以身殉职”。
难道，奇尔顿就这样不明不白地死掉吗？
赖钦不甘心，他不能让哥哥就这样死去。他告诉自己，一定要查出“凶手”！
他对这一事件的全过程，尤其是最近几年湖边发生的杀人事件做了仔细回顾。他觉得，哥哥很可能是吸入毒气中毒致死。
他设想了这样的过程：哥哥在船上，突然发现空气中充满了毒气。然后他努力将船划到岸边，挣扎着上岸，可是却无力再爬上山坡。所以毒气很可能来自湖中。可是湖水为什么能释放毒气？他想：“要揭开谜底，只有潜到湖底探查。”
2002年9月24日，赖钦向研究所申请，请求租用水下探测器，聘请深水潜水员，入水探索。但2天后，研究所科研委员会否定了他的请求，理由是：“如果湖中真有这样的气体，那么早就自动溢出。”
这天晚上，赖钦辗转反侧，难以入眠，他只能单独行动了。
因为租用水下探测器与聘请深水潜水员费用太昂贵了，他决定自己套上简易的“浅潜装置”，独自到湖底探测，并请莫莱作证。
2002年10月2日，他们两人又来到了湖边。旧地重游，物是人非，莫莱不胜感慨，赖钦亦格外悲痛。赖钦背上氧气瓶，套上头灯与蛙蹼，捆着绳就下水了。
随着深度的增加，他觉得胸口压力越来越大。潜到了约12米深时，他觉得血直向头上涌，鼓膜好像就要压破了，但他仍然下潜。突然，他觉得水温一下子大大升高，一看温度表，升高了约10℃！他虽然吃了一惊，还是坚持下潜。湖底终于到了，那里有不少大小不等的洞口，每个洞口都冒出一串串水泡。
这时，他觉得手脚发抖，脑袋的血管快要爆开了，胸口快要压炸了。可是，他还是尽全力控制住手，用带来的容器盛了满满一瓶水样。拧好瓶盖后，他一下子失去了知觉……
醒来时，他发现自己躺在岸边，原来莫莱把他救上来了。于是他们赶紧把水样密封好，赶回美国研究所。
在气体测量室里，水瓶一打开就立即冒出大量水泡。经化验，冒出的气体为二氧化碳。他们都知道，二氧化碳在空气中含量只要达到10%，就能致人于死地。
“凶手找到了！杀人湖的秘密找到了！”赖钦情不自禁叫了起来。然而研委员会主任佩德尔是一个思路严谨的人，他冷静地反问：“湖底为什么有这么多的洞？洞口为什么会冒出这么多的二氧化碳？湖水为什么突然变热？那么空旷的地方二氧化碳怎么会致人死亡？”
赖钦和莫莱不能圆满回答，谜团还是没有解开。
回到家后，赖钦心潮起伏。他对佩德尔丰富的学识佩服得五体投地。不过，他也非常不服气，谜团一定可以解开！他决定再次下水探索，莫莱被他锲而不舍的精神感动了，再次陪同。
2002年10月11日，他们又千里迢迢，来到茨基湖边。赖钦再次下潜。大约下潜到12米深处，还没有发现多少水泡，可是再下潜约1米，突然发现大量水泡，奇怪！
他再细看，发现所有的水泡在离湖底约3米处，都不再上冒。好像上面有一层厚玻璃将水泡挡住了。他再细看这“隔离层”，觉得它们没有异常。这太奇妙了！他原来以为这个与外界不通的“独水湖”应该有大量的沉积物，却发现湖底的沉积物并不多。这又让他感到意外。他取了“隔离层”的水样与沉积物。
回到洛杉矶后，他们对水样进行了检测。结果表明，水样中有大量其他湖泊中罕见的有机物。据分析，它与茨基湖中沉淀物的化学成分十分相似。由此可以认定，这些有机物也是茨基湖中的特殊沉淀物。佩德尔说：“它们为什么会漂浮在湖水中。而且会形成隔离层呢？这是解决全部难题的关键。”
他们苦思冥想，不得其解。后来在莫莱的建议下做了模拟实验。两个多月后，谜底揭开了：由于火山内部活动频繁，产生了大量的二氧化碳，这些二氧化碳促使湖底特殊的有机物溶化于水，形成一层“隔离层”，把二氧化碳都包裹在下面；投石时，石头打破了“隔离层”，大量的二氧化碳从破口处浮上水面，在湖面上的人自然会因过浓的二氧化碳窒息而死。“抛石杀人”的原因找到了。同时，他们也揭开“抛石不杀人”和“不抛石也杀人”的谜底。
赖钦和莫莱的研究成果得到了研究所的肯定，奇尔顿？达罗克姆被追认为“为科研事业以身殉职”。在科研委员会上，面对经久不息的掌声，赖钦热泪盈眶，他说：“如果奇尔顿在天有灵，那么他一定会听到这掌声！”